【手続補正書】
【提出日】平成17年12月5日(2005.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  面状発熱体
【特許請求の範囲】
【請求項１】  基材と、基材に配設してなる電極と、基材に配設され、かつ電極と電気的に接続してなる自己温度制御機能を有する抵抗体とを備え、基材は伸縮性を有するとともに、電極および抵抗体は基材の伸縮性に追随して伸縮できるよう弾性材料を配合してなる面状発熱体。
【請求項２】  基材がゴム系樹脂よりなる請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項３】  ゴム系樹脂の表面に微小陥没孔を設けてなる請求項２に記載の面状発熱体。
【請求項４】  ゴム系樹脂が発泡体よりなる請求項２または３に記載の面状発熱体。
【請求項５】  発泡体が独立発泡である請求項４に記載の面状発熱体。
【請求項６】  ゴム系樹脂繊維糸を混在させた糸、もしくは、すべてがゴム系樹脂繊維糸で構成された織物を基材にしてなる請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項７】  編物を基材にしてなる請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項８】  基材に不織布を使用した請求項１記載の面状発熱体。
【請求項９】  不織布にゴム系樹脂を含浸した複合材を基材にしてなる請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項１０】  ゴム系樹脂繊維糸を混在させた糸、もしくは、すべてがゴム系樹脂繊維糸で構成された織物にゴム系樹脂を含浸した複合材を基材にしてなる請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項１１】  編物にゴム系樹脂を含浸してなる複合材を基材にしてなる請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項１２】  弾性材料がゴム系樹脂である請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項１３】  ゴム系樹脂が基材に使用されているゴム系樹脂と同一である請求項１２に記載の面状発熱体。
【請求項１４】  基材の伸縮率より電極、抵抗体の伸縮率を大きくしてなる請求項１に記載の面状発熱体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気床暖房、電気カーペット、暖房便座、車載用シートヒーター等の電気暖房器具で用いられる面状発熱体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電気暖房器具、特に車載用シートヒーターなどは、図１０に示すように、不織布等の基材２０にチュービングヒータ２１をミシン縫いあるいは接着等により配設固定している。
【０００３】
２２は温度制御用のサーモスタットであり、２３は給電用のリード線を束ねたハーネスである。図１１は、車載用シートヒーター２４のシート装着状態を示しており、シート表皮２５の裏側に配設されているウレタンフォーム等からなるワデイング２６とシート形状に成形されたウレタンフォームからなるメインパッド２７との間に車載用シートヒーター２４が装着されている。このようなシート２８に人が座ると、図１２に示すように、人の座った箇所に集中荷重が加わり、その荷重点を中心にシート表皮２５、ワデイング２６、車載用シートヒーター２４が引張られる。逆に人が車を降りたりして集中荷重がなくなると元に戻る。この時、チュービングヒータ２１には、引張力、折り曲げが加わるが、図１３に示すようにチュービングヒータ２１は、引張張力の極めて大きい芳香族ポリエステル繊維や芳香族ポリアミド繊維の芯糸２９を中心にして、その周囲に銅ニッケル線や銅スズ線あるいは銅銀線からなる発熱線３０を巻付けているので、集中荷重による引張力に対しては芯糸２９が対応し、多少伸びたり折り曲げたりしても発熱線３０はスパイラル状になっているので断線することはない。しかもチュービングヒータ２１は断面形状が円形なので、どの方向に折り曲げられても同じである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、チュービングヒータ２１では、面状に暖めるためにはチュービングヒータ２１の間を暖めなければならず、それだけ余分に発熱量が必要となる。したがって、消費電力が増大してしまう。また、自動車の座席は着座快適性を重視しているが、チュービングヒータ２１を配設した車載用シートヒーター２４は、チュービングヒータ２１の分だけ凸部が出るため、シート表皮２５近傍では着座快適性を阻害してしまうので、シート内部に配置せざるを得ない。したがって、シート表皮２５までを暖めるのにさらに消費電力が増大してしまうという課題を有していた。
【０００５】
さらに、必要以上にチュービングヒータ２１の設定温度を上げておかねばならないので、クッションや脱いだ服など断熱材となりそうなものが置かれるとチュービングヒータ２１の温度が高温になる。そのため、着座センサーなどの電子素子が熱ストレスを受けるので、シート内部に装着することができないという課題もある。
【０００６】
近年、地球環境保護の観点から電気製品の消費電力を抑制する努力がなされている。また、自動車においては、さまざまな電子機器が搭載されてきており、バッテリー電力の余裕がなくなってきているため、それらの機器においても省エネが不可欠となってきている。
【０００７】
このような状況の中で、車載用シートヒーター２４において省エネを実現するためには、一般的にチュービングヒーター２１より面状発熱体の方が良い。なぜなら、面状発熱体はチュービングヒーター２１に較べて低い発熱温度で所定のシート表皮表面温度を得ることができるため、発熱量を抑えることができ、消費電力もチュービングヒーター２１に較べて少なくて済む。そのような面状発熱体のひとつとして自己温度制御機能を有する面状発熱体、すなわちＰＴＣヒーターがある。
【０００８】
ＰＴＣヒーターは、図１４に示すように、ポリエステルフィルム等からなる基材３０上
に、銀あるいは銅などの金属粉末を混合した導電材料を塗布し、電極３１ａ、３１ｂを構成している。３２は、抵抗体であり、電極３１ａ、３１ｂと電気的に接続するために、電極３１ａ、３１ｂすべてを覆うかもしくは電極３１ａ、３１ｂの一部に重なるように塗布されている。抵抗体３２は、導電性を確保するためにカーボン材料を主体とする材料で構成しており、他にカーボン材料同志を結合するためのバインダー樹脂、さらに自己温度制御機能を付加するための樹脂を主として配合している。中には、バインダー樹脂と自己温度制御機能を付加する樹脂を１種類の樹脂で兼用して配合している場合もある。電極３１ａ、３１ｂの先端には電気を供給するためのリード線３３ａ、３３ｂが接続されており、このリード線３３ａ、３３ｂの間に電源３４を接続することによって、電極３１ａ、３１ｂを電流が流れて抵抗体３２が発熱するようになっている。なお、抵抗体３２が有する自己温度制御機能とは、通電して抵抗体３２の発熱により温度が上昇するが、ある所定温度に達すると抵抗体３２の抵抗値が急激に増大し、電流が少なくなるため、抵抗体３２の発熱量が極度に小さくなり温度上昇が押さえられるというものである。つまり、他の温度制御器を使用することなく、抵抗体３２自体が自らの温度を制御するわけである。
【０００９】
また、図１５に示すように、抵抗体３５をフィルム状に成形し、両側に銅箔あるいは銅線等からなる電極３６を貼り付け、抵抗体３５の両面にポリエステル樹脂等からなるフィルムシート３７をラミネートしているタイプもある。
【００１０】
これらのＰＴＣヒーターに共通して言えることは、ヒーターの外装材として樹脂フィルムを使用しており、大きな曲率半径を持って湾曲させることはできるが、引張りによる伸縮性は有していないということである。
【００１１】
また、例えば、特開昭４８−２１２３０号公報の請求項には、抵抗体素子に成形したとき正の電圧電流特性を示す導電性配合組成物を繊維布シートに塗布して低抵抗の導電性シートを形成すると記載されている。さらに、特開昭４９−８９２３５号公報の請求項にも、耐熱性繊維からなる布に耐熱性導電性塗料による発熱層を設けると記載されている。ただし、いずれの公報も繊維布シートや耐熱性繊維からなる布に導電性配合組成物や耐熱性導電性塗料を塗布することによって面状発熱体が伸縮性やフレキシブル性を有するということは明示されていない。
【００１２】
通常の導電性配合組成物、耐熱性導電性塗料などの抵抗体は、通電して発熱させるために抵抗値を下げなければならず、そのために導電性を良くするようカーボンの量を多くしている。一般的に、カーボン量が多くなると硬くて剛性がある代わりに伸縮性のない抵抗体となる。また、バインダー樹脂としては、ＥＶＡ樹脂やポリエチレン樹脂が使われているが、これらの樹脂も伸縮性という点では乏しい。このような抵抗体では、繊維布シートや耐熱性繊維が伸びた場合、抵抗体が伸びに追随できず、抵抗体に割れや剥がれが発生してしまう。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、抵抗体と電極に割れ、剥がれが発生せず伸縮性を有する面状発熱体を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の面状発熱体は、基材に伸縮性を持たせるとともに、基材の伸縮性に追随して伸縮できるよう弾性材料を配合した電極および抵抗体を基材に配設したものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、基材に伸縮性を持たせ、かつ基材の伸縮性に追随して伸縮できるよう弾性材料を配合した電極および抵抗体を基材に配設することにより、基材、電極
、抵抗体のそれぞれが伸縮するので、電極および抵抗体に割れ、剥がれの発生がなく伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、基材をゴム系樹脂で構成したものである。すなわち、ゴム系樹脂は一般的に大きな伸縮性を有するので、本発明における基材材料として適しており、弾性材料を配合した電極および抵抗体と同時に伸縮することができ、電極、抵抗体の割れ、剥がれの発生がなく伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、ゴム系樹脂の表面に微小陥没孔を設けたものである。すなわち、電極あるいは抵抗体を基材のゴム系樹脂の表面に塗布するとその一部が微小陥没孔に充填するので、アンカー効果によって、基材伸縮時における電極、抵抗体の剥離強度が向上する。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、ゴム系樹脂を発泡体で構成したものである。すなわち、発泡体内の微小セルを形成している隔壁が伸縮し、その伸縮が順次加算されて発泡体全体として大きな伸縮となる。しかも隔壁は３次元的に繋がっているので、縦、横、高さ方向に均等に伸縮する。よって、発泡体の上に配設されている電極、抵抗体も均等に伸縮することができ、電極、抵抗体の割れ、剥がれの発生がなく伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、発泡体を独立発泡にしたものである。すなわち、独立発泡ではセル同志が孔で繋がっていないので、発泡体の上に配設された電極、抵抗体が発泡体内部に浸透することがなく、均一な厚みを保持することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、基材をすべてゴム系樹脂繊維糸で構成されているかゴム系樹脂繊維糸を混在させた糸で構成されている織物にしたものである。すなわち、ゴム系樹脂繊維糸が伸縮性を有しているので、すべてゴム系樹脂繊維糸もしくはゴム系樹脂繊維糸を混在させた糸で構成された織物は、本発明における基材材料として適しており、、弾性材料を配合した電極、抵抗体と同時に伸縮することができ、電極、抵抗体の割れ、剥がれの発生がなく伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、基材を編物にしたものである。すなわち、編物は伸縮性を有しており、本発明における基材材料として適しており、弾性材料を配合した電極、抵抗体と同時に伸縮することができ、電極、抵抗体の割れ、剥がれの発生がなく伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、基材に不織布を使用した面状発熱体である。また請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、不織布にゴム系樹脂を含浸した複合材を基材にしたものであり、ゴム系樹脂が不織布を構成している繊維の周囲にコーテイングされ３次元の網目を形成しており、不織布を構成している繊維は方向性なく絡み合っているので、ゴム系樹脂の伸縮を利用して縦横両方向に渡って伸縮性を有するようになっている。しかも繊維の絡み合い部分が起点となって伸縮し１本１本の繊維は短いため、その上に配設されている電極、抵抗体の伸びが小さい。ただし、１本当たりの伸縮は小さいがそれが順次重なり合って大きな伸縮となる。したがって、本発明における基材材料として適しており、弾性材料を配合した電極、抵抗体と同時に伸縮することができる。また、ミクロ的には電極、抵抗体の伸縮ストレスが小さいので、電極、抵抗体の割れ、剥がれの発生がなく伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、基材を、すべてがゴム系樹脂繊維糸もしくはゴム系樹脂繊維糸を混在させた糸で構成された織物にゴム系樹脂を含浸した複合材にしたものである。すなわち、ゴム系樹脂が織物を構成している糸の周囲にコーテイングされており、コーテイングされているゴム系樹脂も織物を構成している糸も伸縮性があるため、複合材としても伸縮性を有しており、本発明における基材として適している。また、縦糸と横糸の交差点が起点となって伸縮し、縦糸と横糸の交差点同志の距離は短いため伸びは小さく、その上に配設されている電極、抵抗体の伸びも小さい。しかし、織物全体には多数の縦糸と横糸の交差点があり、交差点の数だけ伸縮が順次加算されるので全体として大きな伸縮となる。したがって、弾性材料を配合した電極、抵抗体はミクロ的には小さな伸縮にもかかわらず、全体として大きな伸縮が得られ、電極、抵抗体の割れ、剥がれの発生がなく伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。
【００２４】
請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、編物にゴム系樹脂を含浸した複合材を基材として使用したものである。すなわち、編物を構成している糸の周囲にゴム系樹脂がコーテイングされており、コーテイングされているゴム系樹脂も編物も伸縮性があるため、複合材としても伸縮性を有しており、本発明における基材として適している。また、編物を構成している糸同志の交差点が起点となって伸縮し、交差点同志の距離は短いためその伸びは小さく、その上に配設されている電極、抵抗体の伸びも小さい。しかし、編物全体には多数の編物の糸同志の交差点があり、交差点の数だけ伸縮が順次加算されて、基材全体としては大きな伸縮となる。したがって、弾性材料を配合した電極、抵抗体はミクロ的には小さな伸縮にもかかわらず、全体として大きく伸縮することができ、電極、抵抗体の割れ、剥がれの発生がなく伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。
【００２５】
請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、弾性材料としてゴム系樹脂を電極および抵抗体に配合することにより、ゴム系樹脂がバインダー樹脂となって、電極ならば金属粉末同志を結合し、抵抗体ならばカーボン同志を結合する。よって、基材が伸縮しても、それに追随してゴム系樹脂が伸縮するため、電極、抵抗体に割れ、剥がれの発生はなく、伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。
【００２６】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の発明において、ゴム系樹脂を基材に使用しているゴム系樹脂と同一のものにしたものである。すなわち、同一のゴム系樹脂を基材、電極、抵抗体のいずれにも使用するならば、伸び率が同一になるため、基材、電極、抵抗体は同一に伸縮することになり、電極、抵抗体の割れ、剥がれの発生はなくなり、伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。
【００２７】
請求項１４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、伸縮性を有する基材の伸縮率よりそれに追随して伸縮する電極、抵抗体の伸縮率を大きくしたものである。すなわち、基材より電極、抵抗体の伸縮率を大きくすることによって、基材が伸縮の限度に至っても電極、抵抗体はなお伸縮できる状態にあるため、電極、抵抗体に割れ、剥がれの発生はなく伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図１〜９を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１における面状発熱体の斜視図を示すものである。図１において、平板状のゴム系樹脂からなる基材１ａ上に、銀あるいは銅などの導電金属粉末とそれらを物理的に結合させるためのバインダー樹脂と弾性材料を混合した導電材料を塗布して
電極２ａ、２ｂを形成し、次にカーボンを主体とし、バインダー樹脂、自己温度制御機能を付加するためのポリエチレン、ポリプロピレンなどの結晶性樹脂そして弾性材料を混合した抵抗体３を電極２ａ、２ｂと電気的に接続するために、電極２ａ、２ｂ全体を覆うかもしくは一部に重なるように塗布している。基材１ａのゴム系樹脂としては、具体的にはイソプレン系ゴム、ブタジエン系ゴム、ニトリル系ゴム、クロロプレン系ゴム、アクリル系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合ゴム、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ヒドリンゴム、ウレタン系ゴム、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴムなどの合成ゴム、あるいはＴＰＥと呼ばれる熱可塑性エラストマー、あるいはこれらのゴム、エラストマーの２種類以上の混合物が使用できる。また、電極２ａ、２ｂや抵抗体３に混合されている弾性材料としては、基材１ａと同じくゴム系樹脂、具体的には、イソプレン系ゴム、ブタジエン系ゴム、ニトリル系ゴム、クロロプレン系ゴム、アクリル系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合ゴム、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ヒドリンゴム、ウレタン系ゴム、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴムなどの合成ゴム、あるいはＴＰＥと呼ばれる熱可塑性エラストマー、あるいはこれらのゴム、エラストマーの２種類以上の混合物が使用できる。
【００３０】
図２に示すように、電極２ａ、２ｂの中では、銀あるいは銅などの金属粒子４の周りにバインダー樹脂５が付着しており、またバインダー樹脂５の外側、あるいはバインダー樹脂５とバインダー樹脂５の間に弾性材料であるゴム系樹脂６が付着している。場合によっては、金属粒子４にゴム系樹脂６が直接付着していることもある。
【００３１】
また、図３に示すように、抵抗体３の中では、カーボン７の周りにバインダー樹脂５’が付着しており、また、バインダー樹脂５’の外側、あるいはバインダー樹脂５’とバインダー樹脂５’との間に弾性材料であるゴム系樹脂６’が付着している。場合によっては、カーボン７に直接ゴム系樹脂６’が付着していることもある。
【００３２】
以上のように構成された面状発熱体において、基材１ａが伸びた時、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３も伸びようとする。この時、電極２ａ、２ｂ内のゴム系樹脂６および抵抗体３内のゴム系樹脂６’が伸びる。このゴム系樹脂６、６’の１個あたりの伸びは小さいが、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３の中にはゴム系樹脂６および６’が無数に入っているので、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３全体の伸びは大きくなる。したがって、基材１ａが伸縮しても電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３は追随して伸縮することができ、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれは発生しない。
【００３３】
また、基材１ａと電極２ａ、２ｂ内のゴム系樹脂６および抵抗体３内のゴム系樹脂６’を同一とすることもできる。この場合は、すべて伸び率が同一となるため、基材１ａの伸縮に対する電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３の追随性が良くなる。
【００３４】
さらに、基材１ａを構成するゴム系樹脂の伸縮率より、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３内のゴム系樹脂６、６’の伸縮率の方が大きくなるように選ぶこともできる。
【００３５】
このようにすれば、基材１ａが伸縮限界に至ったとしても、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３は伸縮に対して、まだ余裕を残しており、伸縮力はすべて基材１ａが保持するため、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３には伸縮力は加わらず、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれは絶対に発生しない。
【００３６】
なお、具体的には、ウレタンゴムからなる基材１ａの上に銀粉末、ポリエステル樹脂、ＥＰＤＭを混合した導電材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ電極２ａ、２ｂを形成し、さらにカーボンブラック、高密度ポリエチレン樹脂、ＥＰＤＭを混合した材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ抵抗体３を形成し面状発熱体を得た。この面状発熱体
を車のシートのシート表皮直下に装着し、クッション耐久試験（繰り返し荷重試験）を行ったところ、５０万回の繰り返し荷重でも電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発生がなかった。
【００３７】
また、基材１ａにＥＰＤＭを使用し、その上に銀粉末、ポリエステル樹脂、ＥＰＤＭを混合した導電材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ電極２ａ、２ｂを形成し、さらにカーボンブラック、高密度ポリエチレン樹脂、ＥＰＤＭを混合した材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ抵抗体３を形成し面状発熱体を得た。この面状発熱体を車のシートのシート表皮直下に装着し、クッション耐久試験（繰り返し荷重試験）を行ったところ、６０万回の繰り返し荷重でも電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発生がなかった。
【００３８】
さらに、基材１ａに伸び率１００％のＥＰＤＭを使用し、その上に銀粉末、ポリエステル樹脂、伸び率２００％のＥＰＤＭを混合した導電材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ電極２ａ、２ｂを形成し、さらにカーボンブラック、高密度ポリエチレン樹脂、伸び率２００％のＥＰＤＭを混合した材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ抵抗体３を形成し面状発熱体を得た。この面状発熱体を車のシートのシート表皮直下に装着し、クッション耐久試験（繰り返し荷重試験）を行ったところ、８０万回の繰り返し荷重でも電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発生がなかった。
【００３９】
（実施例２）
図４は、本発明の実施例２における面状発熱体の部分拡大断面図を示すものである。本実施例では、ゴム系樹脂からなる基材１ｂの表面に微小陥没孔８を設けている。この微小陥没孔８の形成方法には、溶剤等によりゴム系樹脂シートの表面を一部溶かすか、もしくはゴム系樹脂の発泡体シートを厚み方向にスライスするなどの方法がある。
【００４０】
以上のように構成された面状発熱体において、基材１ｂの表面の微小陥没孔８に塗布された電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３が充填するため、基材１ｂが伸びた時、アンカー効果により、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３の基材１ｂの表面からの剥離強度が向上する。
【００４１】
なお、具体的には、発泡ウレタンゴムシートをスライスした基材１ｂの上に銀粉末、ポリエステル樹脂、ＥＰＤＭを混合した導電材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ電極２ａ、２ｂを形成し、さらにカーボンブラック、高密度ポリエチレン樹脂、ＥＰＤＭを混合した抵抗体材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ抵抗体３を形成し面状発熱体を得た。この面状発熱体を車のシートのシート表皮  直下に装着し、クッション耐久試験を行ったところ、７０万回の繰り返し荷重でも電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発生がなかった。
【００４２】
（実施例３）
図５は、本発明の実施例３における面状発熱体の部分拡大断面図を示すものである。
【００４３】
本実施例では、基材１ｃにゴム系樹脂の発泡体を使用し、その上に銀あるいは銅などの導電金属粉末とそれらを物理的に結合させるためのバインダー樹脂と弾性材料を混合した導電材料を塗布して電極２ａ、２ｂを形成し、次にカーボンを主体とし、バインダー樹脂、自己温度制御機能を付加するためのポリエチレン、ポリプロピレンなどの結晶性樹脂そして弾性材料を混合した抵抗体３を電極２ａ、２ｂと電気的に接続するために、電極２ａ、２ｂ全体を覆うかもしくは一部に重なるように塗布している。基材１ｃのゴム系樹脂の発泡体は、微小セル９と微小セル９を構成する隔壁１０で構成されている。
【００４４】
以上のように構成された面状発熱体において、基材１ｃが伸びる時、ミクロ的には、例
えば隔壁１０ａ、１０ｂ、１０ｃが隔壁同志の結合点１１ａ、１１ｂ、１１ｃを起点として順次伸びていく。そして隔壁１０ａ、１０ｂ、１０ｃの伸びに対応して電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３が伸びていく。隔壁１０ａ、１０ｂ、１０ｃは微小なのでその伸びは小さく、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３の伸びも小さい。しかし、基材１ｃ全体にはこれらの隔壁１０が多数あるので、全体としての伸びは大きくなる。しかも隔壁１０は、同一材料からなるため、伸び率は同一である。よって、均等な伸びとなる。したがって、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３もミクロ的に小さな伸びが均等に加算されて全体として大きな伸びとして表われるので、基材１ｃの伸縮に対して電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３は追随して伸縮することができ、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３の割れ、剥がれの発生がない。
【００４５】
なお、具体的には、発泡ウレタンゴムシートからなる基材１ｃの上に銀粉末、ポリエステル樹脂、ＥＰＤＭを混合した導電材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ電極２ａ、２ｂを形成し、さらにカーボンブラック、高密度ポリエチレン樹脂、ＥＰＤＭを混合した抵抗体材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ抵抗体３を形成して面状発熱体を得た。
【００４６】
この面状発熱体を車のシートのシート表皮直下に装着し、クッション耐久試験を行ったところ、５０万回の繰り返し荷重でも電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発生はなかった。
【００４７】
なお、発泡体には、隔壁１０の一部に孔を有し微小セル９内のガスが自由に移動可能な連続発泡と隔壁１０に孔がなく微小セル９がそれぞれ独立した独立発泡とがある。発泡体が連続発泡の場合は、印刷された電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３が隔壁１０の一部にある孔を通って発泡体からなる基材１ｃの内部にまで浸透する可能性があり、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３の厚みがばらついて伸縮強度もばらつく可能性があるが、独立発泡の場合は、隔壁１０に孔がないため、印刷された電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３は基材１ｃの表面に止まり、均一な厚みを保持できるので、伸縮強度もばらつかない。したがって、より安定して電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発生がなくなるものである。
【００４８】
（実施例４）
図６は、本発明の実施例４における面状発熱体の部分拡大断面図を示すものである。
【００４９】
本実施例では、基材１ｄに織物を使用している。しかも、伸縮性が必要であるので、ゴム系樹脂繊維糸、もしくはゴム系樹脂繊維糸と他の繊維糸を合糸した糸を縦糸４０、横糸１２のそれぞれに使用したものである。ゴム系樹脂繊維糸としては、具体的には、イソプレン系ゴム、ブタジエン系ゴム、ニトリル系ゴム、クロロプレン系ゴム、アクリル系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合ゴム、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ヒドリンゴム、ウレタン系ゴム、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴムなどの合成ゴム、あるいはＴＰＥと呼ばれる熱可塑性エラストマー、あるいはこれらのゴム、エラストマーの２種類以上の混合物を紡糸して得られる糸が使用できるが、代表的なものはウレタン系ゴム繊維糸である。この織物からなる基材１ｄの上に銀あるいは銅などの導電金属粉末とそれらを物理的に結合させるためのバインダー樹脂と弾性材料を混合した導電材料を塗布して電極２ａ、２ｂを形成し、次にカーボンを主体とし、バインダー樹脂、自己温度制御機能を付加するためのポリエチレン、ポリプロピレンなどの結晶性樹脂そして弾性材料を混合した抵抗体３を電極２ａ、２ｂと電気的に接続するために、電極２ａ、２ｂ全体を覆うかもしくは一部に重なるように塗布して面状発熱体を形成している。
【００５０】
以上のような面状発熱体において、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３は、基材１ｄを構成する織物の目からある程度浸透し、縦糸４０と横糸１２との交差点１３に達して、交差点
１３で縦糸４０と横糸１２を結合してしまう。例えば、基材１ｄが横糸１２の方向に伸びた場合、交差点１３ａ、１３ｂ、１３ｃを起点として横糸１２ａ、１２ｂ、１２ｃが順次伸びていく。そして横糸１２ａ、１２ｂ、１２ｃの伸びに対応して電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３が伸びていく。横糸１２ａ、１２ｂ、１２ｃの伸びは微小なので電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３の伸びも微小であるが、基材１ｄ全体としては交差点１３が多数存在するので全体として大きな伸びとなる。しかも横糸１２はすべて同一材料からなっているため、伸び率も同一であり、均等な伸びが得られる。したがって、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３も微小な伸びが均等に加算されて全体として大きな伸びとなる。よって、基材１ｄの伸縮に対して電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３が追随して伸縮することができ、割れ、剥がれの発生がない。
【００５１】
なお、具体的には、ウレタン系ゴム繊維糸であるスパンデックスを縦糸、横糸に使用した織物を基材１ｄとし、その上に銀粉末、ポリエステル樹脂、ＥＰＤＭを混合した導電材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ電極２ａ、２ｂを形成し、さらにカーボンブラック、高密度ポリエチレン樹脂、ＥＰＤＭを混合した抵抗体材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ抵抗体３を形成して面状発熱体を得た。この面状発熱体を車のシートのシート表皮  直下に装着し、クッション耐久試験を行ったところ、５０万回の繰り返し荷重でも電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発生はなかった。
【００５２】
（実施例５）
図７は、本発明の実施例５における面状発熱体の部分拡大断面図を示すものである。
【００５３】
本実施例では、基材１ｅに編物を使用している。編物としては、メリヤス編み、天竺編み、ゴム編み、パール編み、デンビー編み、マイヤー編みなどがある。この編物からなる基材１ｅの上に銀あるいは銅などの導電金属粉末とそれらを物理的に結合させるためのバインダー樹脂と弾性材料を混合した導電材料を塗布して電極２ａ、２ｂを形成し、次にカーボンを主体とし、バインダー樹脂、自己温度制御機能を付加するためのポリエチレン、ポリプロピレンなどの結晶性樹脂そして弾性材料を混合した抵抗体３を電極２ａ、２ｂと電気的に接続するために、電極２ａ、２ｂ全体を覆うかもしくは一部に重なるように塗布して面状発熱体を形成している。編物は、編組織自体が伸縮性を有しているため、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３がなるべく浸透しないように、編み密度の高いものを使用するのが良い。
【００５４】
以上のような面状発熱体において、図８は、本実施例における基材１ｅの編組織の模式図を示しているが、編糸１４は互いに交差しながら編目１９を形成している。例えば、基材１ｅが横方向に伸びた場合、伸びが大きくても基材１ｅ全体には多数の編目１９が存在するので、編目１個当たりの伸びは微小なものとなる。したがって、編目１個当たりの上に塗布された電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３の伸びも微小なものとなり、基材１ｅの伸縮に対して電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３が追随して伸縮することができ、割れ、剥がれの発生がない。
【００５５】
なお、具体的には、高密度のマイヤー編みの編物を基材１ｅとし、その上に銀粉末、ポリエステル樹脂、ＥＰＤＭを混合した導電材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ電極２ａ、２ｂを形成し、さらにカーボンブラック、高密度ポリエチレン樹脂、ＥＰＤＭを混合した抵抗体材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ抵抗体３を形成して面状発熱体を得た。この面状発熱体を車のシートのシート表皮  直下に装着し、クッション耐久試験を行ったところ、５０万回の繰り返し荷重でも電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発生はなかった。
【００５６】
（実施例６）
図９は、本発明の実施例６における面状発熱体の部分拡大断面図を示すものである。
【００５７】
本実施例では、基材１ｆとして不織布にゴム系樹脂を含浸した複合材を使用している。不織布には、耐久性、強度の面からポリエステル短繊維を使用したものが望ましい。また、ゴム系樹脂としては、ポリジエン系、ポリオレフィン系、ポリエーテル系、ポリスルフィド系、ポリシロキサン系などのテレケリック液状ゴムを使用するのが好ましい。この基材１ｆの上に銀あるいは銅などの導電金属粉末とそれらを物理的に結合させるためのバインダー樹脂と弾性材料を混合した導電材料を塗布して電極２ａ、２ｂを形成し、次にカーボンを主体とし、バインダー樹脂、自己温度制御機能を付加するためのポリエチレン、ポリプロピレンなどの結晶性樹脂そして弾性材料を混合した抵抗体３を電極２ａ、２ｂと電気的に接続するために、電極２ａ、２ｂ全体を覆うかもしくは一部に重なるように塗布し面状発熱体を形成している。
【００５８】
以上のような面状発熱体において、不織布を形成している短繊維１５の周囲がゴム系樹脂１６でコーテイングされた状態になっており、短繊維１５同志が絡み合っている部分が結合点１７となっている。例えば、基材１ｆが矢印Ａ方向に伸びた場合、結合点１７ａ、１７ｂ、１７ｃを起点としてコーテイング短繊維１８ａ、１８ｂ、１８ｃが順次伸びていく。コーテイング短繊維１８ａ、１８ｂ、１８ｃの伸びは微小なので、それに対応する電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３の伸びも微小である。しかし、基材１ｆ全体としては、結合点１７は多数存在するので全体として大きな伸びとなる。したがって、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３も微小な伸びが順次加算されて全体として大きな伸びとなる。よって、基材１ｆの伸縮に対して電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３が追随して伸縮することができ、割れ、剥がれの発生がない。
【００５９】
なお、具体的には、ポリエーテル系テレケリック液状ゴムをポリエステル不織布に含浸させた複合材を基材１ｆとし、その上にその上に銀粉末、ポリエステル樹脂、ＥＰＤＭを混合した導電材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ電極２ａ、２ｂを形成し、さらにカーボンブラック、高密度ポリエチレン樹脂、ＥＰＤＭを混合した抵抗体材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ抵抗体３を形成して面状発熱体を得た。この面状発熱体を車のシートのシート表皮直下に装着し、クッション耐久試験を行ったところ、５０万回の繰り返し荷重でも電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発生はなかった。
【００６０】
なお、本実施例において、基材１ｆに不織布にゴム系樹脂１６を含浸させた複合材を使用しているが、不織布の代わりに、ゴム系樹脂繊維糸もしくはゴム系樹脂繊維糸を混在させた糸で構成された織物、あるいは編物を使用しても同様の効果得ることができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜１３に記載の発明によれば、抵抗体と電極に割れ、剥がれが発生せず、伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施例１における面状発熱体の斜視図
【図２】
本発明の実施例１における面状発熱体の電極の部分拡大断面図
【図３】
本発明の実施例１における面状発熱体の抵抗体の部分拡大断面図
【図４】
本発明の実施例２における面状発熱体の部分断面図
【図５】
本発明の実施例３における面状発熱体の部分断面図
【図６】
本発明の実施例４における面状発熱体の部分断面図
【図７】
本発明の実施例５における面状発熱体の部分断面図
【図８】
本発明の実施例５における面状発熱体の基材の編組織模式図
【図９】
本発明の実施例６における面状発熱体の部分断面図
【図１０】
従来の電気暖房器具の正面図
【図１１】
従来の電気暖房器具のシート装着状態図
【図１２】
従来の電気暖房器具の使用状態図
【図１３】
従来の電気暖房器具のチュービングヒータの部分破断図
【図１４】
従来の面状発熱体の正面図
【図１５】
従来の他の面状発熱体の部分正面破断図
【符号の説明】
１ａ〜１ｆ  基材
２ａ、２ｂ  電極
３  抵抗体
６、６’、１６  ゴム系樹脂
８  微小陥没孔
９  微小セル
１０、１０ａ〜１０ｃ  隔壁
１１ａ〜１１ｃ、１７、１７ａ〜１７ｃ  結合点
１２、１２ａ〜１２ｃ  横糸
１３ａ〜１３ｃ  交差点
１８ａ〜１８ｃ  コーテイング短繊維